Introdução
Potência é definida como a razão entre o trabalho realizado e o intervalo de tempo necessário para realizá-lo. Em outras palavras, é uma medida da rapidez com que a energia é transferida ou transformada por meio de trabalho.
A equação que expressa a potência média é:
- Pot = W/Δt
onde:
- Pot é a potência.
- W é o trabalho realizado.
- Δt é o intervalo de tempo durante o qual o trabalho é feito.
A Potência também pode ser definida pela força e velocidade do sistema:
A equação que é:
- Pot = F * v
onde:
- Pot é a potência em watts.
- F é a Força em Newtons.
- v é a velocidade em m/s.
Unidades de potência
Unidade de potência = unidade de trabalho/unidade de tempo
No Sistema Internacional.
Múltiplos:
Unidades Especiais
cv = Cavalo Vapor
hp = Horse Power
Calcular a potência.
Uma força de intensidade 20N é aplicada em um objeto, movendo 3m na direção e no sentido da força, no tempo de 4s. Determine a potência:
Solução.
Primero vamos calcular o trabalho, que é a força X deslocamento:
A Potência média será:
Potência.
Curiosidades
No século XVIII ao inventar a máquina a vapor James Watt decidiu demonstrar ao povo inglês quantos cavalos equivalia a sua máquina.
Para isso,efetuou a seguinte experiência:
Definição da Equação
Como os fazendeiros só entendiam a força de trabalho de cavalos, James Watts demonstrou que um cavalo forte, conseguia erguer uma carga, a uma determinada altura, em um dado tempo
Interpretação Sistema Internacional
Carga = 75kg = 735N, altura = 1 metro, tempo 1 seg
A Potência = (735N x 1m)/1 seg = 735 watts.
Essa potência de 735w recebeu o nome de Cavalo Vapor (cv). Por isso, 1 cv = 735w.
Interpretação Sistema Inglês
Carga = 550Lb = 2446N, altura = 1 Ft, tempo 1 seg = 550 Lb*Ft/s
Convertendo 550Lb=2446N * 1Ft=0,3048 m / 1s, = 745 watts.
Essa potência de 745w recebeu o nome de Horse Power (hp). Por isso, 1 hp = 745w.
Rendimento
Definição
Rendimento está relacionado a potência e consequentemente ao trabalho. É a relação entre a potência útil e a potência total.
Equação
Representamos o rendimento multiplicando o resultado por 100 (porcentagem).
Interpretação
O rendimento é uma grandeza admensional, ou seja, sem unidades, representado por %.
Exemplo de Cálculo de Rendimento
Calcular o Rendimento.
Uma máquina consome 5hp em sua operação. Nesta operação, perde-se 3 hp de potência, por causa da dissipação de calor. Calcule o rendimento.
Solução.
Como a potência total é de 5hp, e a potência perdida na operação é de 3hp, a potência útil será de 5hp - 3hp = 2hp. Temos então:
Referências
Referências bibliográficas
- SARKIS, MELCONIAN. Mecânica Técnica e resistência dos materiais. São Paulo: Editora Érica, 18ª ed., 2010.
- HALLIDAY, D; RESNICK, R; WALKER, J. Fundamentos da Física vol. 1. São Paulo: LTC, 10ª ed., 2016.
- HIBBELER, R. C. Estática: mecânica para engenharia. 14. ed. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2017.
- HIBBELER, R. C. Dinâmica: mecânica para engenharia. 17. ed. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2017.
